微波放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在使用有源元件的微波或毫米波带等高频带中所使用的微波放大器。更详细而言，涉及同时输入不同频率的多个通信载波的微波放大器。
【背景技术】
[0002]在用于通信的微波放大器中，在一定的运用频带有时会同时输入不同频率的多个通信载波。然而，微波放大器中，由于不同频率的多个通信载波之间产生的拍频信号，会产生多个通信载波之间的相互作用。
[0003]例如，专利文献I提出了如下微波放大器:即使在放大的微波信号中包含多个通信载波频率的情况下，也能对失真特性进行改善。专利文献I的微波放大器中，FET(场效应晶体管)的漏极与滤波电路相连接，该滤波电路在微波信号的通信载波频率下成为高阻抗，而在由多个通信载波频率引起而产生的拍频信号的频率下成为低阻抗，并且在另一端与接地电位(GND)之间连接对拍频信号进行短路的电容器。
[0004]此外，专利文献2中记载有如下情况:在微波放大器放大多通信载波时成为问题的低频带下的增益大大降低，且降低了放大器输入输出侧的低频分量。专利文献2的微波放大器中，在具有半导体元件的微波放大电路与输入侧以及输出侧传输线路之间的各连接点上连接有分别具有规定长度的偏置供给线路的一端，偏置供给线路的另一端分别连接电容器。在输入侧偏置电路的连接到输入侧传输线路的连接点与微波放大电路的输入端子之间，安装有电阻和电容器的并联电路。
[0005]另外，为了使微波放大器中超高频功率的损耗较小，且使低频的半导体元件稳定工作，已知有在偏置供给电路中附加电阻。例如，专利文献3的超高频半导体电路采用如下结构:偏置电路中的电阻在所需频率附近的超高频下具有充分小的电抗，且并联设置有具有在低频下具有大电抗那样的电容值的电容器。
现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1:日本专利特开平11 - 136045号公报专利文献2:日本专利特开平11 - 41042号公报
专利文献3:日本专利特开昭62 - 209909号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0007]专利文献I的微波放大器中，使用LC谐振电路，在多个频率间产生的拍频信号的频率下，通过降低从放大器观察到的阻抗，来抑制多个通信载波之间的相互作用。然而，在专利文献I所记载的方法中，由于使用LC谐振电路，因此，即使在低频区域也存在有利于电长度的电感分量，虽然在特定频率能实现低阻抗，但在扩大运用频带的情况下，有时反而会使阻抗增大。
[0008]由于该效果，在宽频带的运用条件下将多个通信载波输入至微波放大器的情况下，具有如下问题:在特定拍频信号的频率条件下，会导致通信载波之间的相互影响增大、增益降低、失真量增加这样的性能劣化。
[0009]专利文献2以对于低频区域的输入信号抑制增益为目的，而不是针对因通信载波之间的相互影响而产生的增益降低、失真量增加这样的性能劣化的对策。此外，由于在电源供给电路中串联增加了电阻，因此具有增大直流电功耗的缺点。
[0010]在专利文献3的超高频半导体电路中，FET单体的增益较高、能降低低频的增益，因此防止了因外部干扰(噪声等)、反馈等引起的放大器的振荡等不稳定动作。然而，拍频信号产生在有源元件的输出侧，因此专利文献3的技术不能抑制拍频信号的影响。
[0011]本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，即使在宽频带下输入多个通信载波的情况下，也能抑制根据特定的拍频信号的频率关系而产生的极端的性能劣化。
解决技术问题所采用的技术方案
[0012]为了达到上述目的，本发明的观点所涉及的微波放大器是使用有源元件对微波信号进行放大的微波放大器，该微波放大器包括:偏置电路，该偏置电路由线路及第一电容元件构成，该线路连接在有源元件的输出端子与偏置电压源之间，且具有微波放大器的放大对象的频率下的1/4波长的电长度，该第一电容元件连接在该线路的与偏置电压源相连接的端子和设定微波放大器的基准电位的接地之间；以及谐振电路，该谐振电路在线路的与偏置电压源相连接的端子与接地之间包含串联连接的电阻及第二电容元件。
发明效果
[0013]根据本发明，即使在宽频带下输入多个任意频率的通信载波的情况下，也能抑制通信载波之间的相互作用，能无关于通信载波的输入个数和通信载波之间的频率关系地进行稳定的动作。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施方式I所涉及的微波放大器的电路图。
图2是具有一般的偏置电路的微波放大器的电路图。
图3是表示由通信频带内的2个波产生的相互作用的图。
图4是表示实施方式I所涉及的微波放大器所使用的第二电容元件的特性例的图。
图5是表示拍频信号的频率区域中从有源元件观察到的阻抗的图。
图6是表示在输入多个通信载波时、因有无谐振电路的电阻的不同而产生的通信载波的增益变化的图。
图7是本发明的实施方式2所涉及的微波放大器的电路图。
图8是本发明的实施方式3所涉及的微波放大器的电路图。
【具体实施方式】
[0015](实施方式I)
图1是本发明的实施方式I所涉及的微波放大器的电路图。微波放大器中，在作为有源元件的放大器11的输出端子与偏置电压源13之间连接有线路20，该线路20在微波放大器的放大对象的频率Ag下、具有1/4波长的电长度Ag/4。放大器11例如由FET (场效应晶体管)构成，FET的栅极为输入端子，漏极为输出端子。线路20的连接有偏置电压源13的端子与设定微波放大器的基准电位的接地10之间连接有电容器14(第一电容元件)。此夕卜，线路20的连接有偏置电压源13的端子与接地10之间串联连接有电阻15以及电容器16 (第二电容元件)。
[0016]此处，对多个频率的通信载波输入至微波放大器的情况下、通信载波之间的相互作用进行说明。图2是具有一般的偏置电路的微波放大器的电路图。微波放大器中，在由有源元件构成的放大器11的输出部设有取出通信载波的频率的放大器输出端口 12、以及连接用于提供DC电力的偏置电压源13的端口。放大器11与偏置电压源13之间连接有将印刷基板的波长缩短率也考虑在内的与通信载波的波长Xg相对应的线路长Ag/4的线路20。然后，在该线路20的端部设有由用于对通信载波频率形成短路点的通信频带短路用的电容器14构成的偏置电路。
[0017]利用该结构，在理想的情况下不会给放大器11带来通信载波的频率损耗，能提供来自偏置电压源13的直流电。另外，也能使用用于视作对于通信频带短路的开路短截线来取代电容器14，或使用电感器等来取代偏置电路。
[0018]图3是表示由通信频带内的2个波产生的相互作用的图。图3中，放大器11的输入波和输出波的功率大小分别由信号功率与频率《I的比来表示。频率ω?的通信载波I和频率ω 2的通信载波2的功率分别为功率Pl [ff]、Ρ2 [W]。利用放大器11的增益G，通信载波I的功率Pl [ff]被放大到功率G.Pl [W]。放大器11在包含频率ω I和频率ω 2的频率范围内具有线性增益，若将通信载波2的频率ω 2也设为相同增益G，则通信载波2的输出波的功率成为原来图3的右端的实线箭头和其上方的虚线箭头4的长度相加而得到的G.Ρ2 [W]。
[0019]然而，由通信载波I (ω I)及通信载波2 (ω 2)产生频率为(ω2_ω1)的拍频信号3。在拍频信号3的频率(ω2_ω1)下，从放大器11观察到的输出侧的阻抗(R+jX) (j:虚数单位)为有限值，因此在放大器11的输出侧产生与拍频信号3的功率Pb成正比的电压变动δ Vbo
δ Vb = (Pb (R+jX))1/2 [V]
[0020]其结果是，因通信载波I和拍频信号3的混频而导致施加于通信载波2的施加电压降低，通信载波2的增益降低。增益的下降量依赖于以下内容。
(1)拍频信号3的功率Pb[W]
(2)在拍频信号3的频率下从放大器11观察到的阻抗(R+jX)[Ω]
(3)对于通信载波I的输出功率(G.PD [W]
即，由于多个通信载波I及通信载波2之间产生的拍频信号3，在多个通信载波之间产生相互作用(图3的虚线箭头4)。
[0021]本实施方式I所涉及的微波放大器中，如图1所示，包括与连接有电容器14的部位相连接的、电阻15和电容器16的串联电路。图4是表示实施方式I所涉及的微波放大器所使用的第二电容元件的特性例的图。图1的微波放大器所使用的电容器16(第二电容元件)中，如图4所示，在放大对象的频率中的最低频率fL与最高频率fH之间所产生的拍频信号的最大频率fbmax( = fH-fL)被选定为在自共振频率17以下。例如在线路的特性阻抗为50 Ω类的情况下，电阻15的电阻值包含寄生电阻在内需要选定为2 Ω?25 Ω这样较低的阻抗值，需要设为能抑制谐振的值。
[0022]A.放大对象的频率下的动作
电容器14为了通信频带短路用而设定了电容，因此在放大对象的频率下被视作零Ω (短路)。因此，从1/4波长的线路20与电容器14之间的连接点不能观察到偏置电压源13侧的电路。从线路20与主线路(放大器11的输出侧)之间的连接点观察到的偏置电压源13侧的阻